Questõessobre Campo e Força Magnética

Em laboratório, é possível medir o valor do campo magnético da Terra (BT), uma vez determinada a sua direção. Contudo, isso não é uma tarefa fácil, já que seu valor é muito pequeno em comparação ao campo magnético produzido por fontes usuais, tais como ímãs de autofalantes, bobinas de motores ou geradores elétricos. A medição pode ser feita utilizando uma bússola colocada no centro do eixo das chamadas bobinas de Helmholtz. Nessas bobinas, é aplicada uma corrente elétrica conhecida e calibrada, que gera um campo magnético mensurável, e ainda perpendicular e da mesma ordem de grandeza do campo da Terra. Sendo assim, é possível calcular o valor (módulo) de BT medindo o ângulo (θ) entre o campo das bobinas e a resultante dos campos, a qual terá direção e sentido dados pela bússola.

Para ilustração, a figura a seguir mostra os campos produzidos pela Terra (BT), pelas bobinas (BH) e a orientação da bússola, definida pelo ângulo θ, na presença desses campos.

Estão corretas as afirmações:

No último mês de setembro entrou em funcionamento no CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, localizado na Suíça) o maior acelerador de partículas do mundo, o LHC (Large Hadron Collider), com um anel de colisão com cerca de 27 km de circunferência e 8,6 km de diâmetro, instalado num túnel subterrâneo, numa zona de fronteira da Suíça com a França. São 27 quilômetros de túneis que visam a colidir dois feixes de prótons a 99,9% da velocidade da luz, guiados pela ação de campos magnéticos muito elevados. Imagine, numa situação análoga, um próton percorrendo uma trajetória circular sob a ação de um campo magnético uniforme, com velocidade constante, conforme a figura.

As afirmativas abaixo são feitas com base na situação exposta anteriormente. Levando em conta a geometria da figura, analise as afirmativas que vêm a seguir e assinale a alternativa correta.

I. Se o próton se desloca no sentido anti-horário, então o campo magnético está orientado perpendicularmente ao plano da folha, e aponta para dentro.

II. Se o próton se desloca no sentido horário, então a direção do campo magnético é tangente à trajetória, no sentido horário.

III. Se o campo magnético for perpendicular ao plano da folha, saindo dela, o próton se deslocará no sentido horário.

A captação de imagens em um equipamento de ressonância magnética é realizada por um dispositivo que contém um solenoide. Considere que este solenoide seja ideal, com densidade de 10 espiras por centímetro. Em seu interior existe ar, cuja permeabilidade magnética pode ser considerada igual a 4π x 10⁻⁷ N/A2 . O módulo do campo magnético no interior do solenoide, quando uma corrente de 2,0 A o percorre, é igual a:

Em relação a eletromagnetismo, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) Para um resistor ôhmico, a resistividade é diretamente proporcional à área da seção transversal e inversamente proporcional ao comprimento do resistor.

( ) Um elétron é lançado perpendicularmente a um campo magnético uniforme; como conseqüência adquirirá uma aceleração centrípeta e o módulo de sua velocidade permanecerá constante.

( ) O campo elétrico e o potencial elétrico em uma esfera condutora carregada e isolada são nulos em seu interior.

Assinale a seqüência correta.

Uma corrente elétrica contínua I flui através de um fio em forma de uma espira circular, como ilustrado na figura ao lado. O ponto P está localizado no centro da espira. Qual a direção e sentido do campo magnético criado pela corrente I no ponto P?

Uma estudante deseja medir a variação no tempo do módulo de um campo magnético espacialmente uniforme. Para tanto, ela decide usar a lei de Faraday. Ela constrói uma espira plana circular de raio 1,0 cm e, com o plano da espira perpendicular à direção do campo magnético, mede uma ddp constante de 12,4 mV, onde 1 mV = 10−3 V, entre os terminais da espira, durante um intervalo de tempo de 2,0 ms. Considerando π = 3,1, pode-se afirmar que a estudante obtém uma variação no módulo do campo magnético igual a:

No modelo clássico para o átomo de hidrogênio, o elétron realiza um movimento circular de raio R e velocidade de módulo constante ao redor do próton, que se encontra em repouso no centro da circunferência. Considerando que as cargas do elétron e do próton são em módulo iguais a q e que a massa do elétron é denotada por m, pode-se afirmar que a velocidade angular do elétron é proporcional a:

O relé é um dispositivo elétrico constituído de uma bobina dotada de um núcleo de ferro doce, a qual, ao ser percorrida por uma corrente elétrica contínua, aciona uma alavanca de ferro, permitindo ligar os contatos elétricos de um circuito externo, representados por A e B nas Figuras I e II, abaixo.

Figura I – Relé com contatos desligados Figura II – Relé com contatos ligados

A alavanca de ferro é atraída pelo núcleo, porque, quando a bobina é percorrida por uma corrente,

As corridas de aventura constituem uma nova prática desportiva, baseada no trinômio aventura – desporto – natureza.

Antes de iniciar uma dessas corridas, a equipe Vida Viva recebeu a instrução de que, quando chegasse a um ponto X, deveria tomar o rumo nordeste (NE) e seguir para o Posto de Controle 2 (PC2), conforme a figura abaixo. Ao ler o indicador da bússola, o navegador da equipe não percebeu que, sobre o ponto X, passava uma linha de transmissão de corrente contínua de sentido sul – norte.

Considere que a interferência causada pela corrente da linha de transmissão no campo magnético da bússola, cuja agulha antes apontava para o norte magnético, fez que ela passasse a apontar para o campo magnético da referida linha de transmissão. Após a leitura da bússola, a equipe Vida Viva, seguindo a direção indicada por esse instrumento, se deslocou do ponto X na direção

Em um acelerador cíclotron de raio R = 0,5 m, o campo magnético uniforme de 1 T é aplicado sobre um dêuteron, que, ao ser acelerado por um campo elétrico variável de freqüência de 13 MHertz, terá como energia cinética:

Considere:

• carga elétrica elementar = 1,6 × 10−19 C

• massa do próton = massa do nêutron = 1,6 × 10−27 kg

A coluna da esquerda apresenta interações fundamentais e a da direita, fenômenos relacionados a elas. Numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda.

1 - Fraca

2 - Forte

3 - Eletromagnética

4 - Gravitacional

( ) Estabilidade nuclear

( ) Processos de decaimento

( ) Aglomeração de galáxias

( ) Existência do átomo

Assinale a seqüência correta.

Considere as afirmativas abaixo e as analise como VERDADEIRAS (V) ou FALSAS (F).

( ) Se uma partícula carregada se desloca em linha reta em alguma região do espaço, concluímos que o campo magnético, nessa região, é nulo.

( ) A força elétrica realiza trabalho para deslocar uma partícula carregada, enquanto a força magnética associada a um campo magnético permanente não realiza trabalho, quando uma partícula carregada é deslocada.

( ) Na queda de um raio, carga negativa desloca-se rapidamente de uma nuvem para o solo; devido ao campo magnético da Terra, o raio é desviado para oeste.

( ) A força, que um fio condutor percorrido por uma corrente elétrica exerce sobre um elétron, que se desloca paralelamente ao fio com uma velocidade de mesmo sentido da corrente que atravessa o condutor, é de atração.

( ) Um elétron e um próton são lançados com velocidades de mesmo módulo e perpendiculares a um campo de indução magnético B. Então, os raios de suas trajetórias serão iguais.

A sequência correta para as afirmações anteriores é

Considere-se um fio reto e longo e dois pontos P e Q, tais que a distância de P ao fio é o triplo da distância de Q ao fio.

Sabendo-se que, quando uma corrente de intensidade i atravessa o fio gera, em P, um campo de indução magnética de intensidade B, é correto afirmar que, se uma corrente de intensidade 3i atravessa o mesmo fio, gerará, no ponto Q, um campo de indução de intensidade igual a

Considere as afirmações abaixo:

I. Se um elétron penetra em um campo magnético uniforme, com velocidade paralela ao campo sua trajetória é retilínea e o movimento uniforme.
II. Se um elétron penetra em um campo elétrico uniforme, com velocidade normal ao campo, sua trajetória é parabólica.
III. Se um elétron penetra num campo elétrico uniforme, com velocidade paralela ao campo e no mesmo sentido do campo, sua trajetória é reta e o movimento uniformemente acelerado.
IV. Se um elétron penetra num campo magnético uniforme, com velocidade perpendicular ao campo, sua trajetória é uma circunferência e o movimento é uniforme.
V. Se um elétron penetra num campo elétrico uniforme, com velocidade paralela ao campo e no mesmo sentido do campo, sua trajetória é reta e o movimento uniformemente retardado.

É (são) correta(s